五引理, 在同調代數中, 是關於交換圖的一個重要引理, 可以被視為兩個相對偶的四引理之組合, 此結果不只對阿貝爾範疇成立, 也對群範疇成立, 目录, 陳述, 證明, 應用, 相關主題陳述, 编辑在任一阿貝爾範疇, 例如阿貝爾群或模的範疇, 或群範疇中, 考慮以下的交換圖, nbsp, 的敘述是, 如果橫列正合, displaystyle, nbsp, 是同構, displaystyle, nbsp, 是滿射而, displaystyle, nbsp, 是單射, displaystyle, nbsp, 是同構, 兩個. 在同調代數中 五引理是關於交換圖的一個重要引理 五引理可以被視為兩個相對偶的四引理之組合 此結果不只對阿貝爾範疇成立 也對群範疇成立 目录 1 陳述 2 證明 3 應用 4 相關主題陳述 编辑在任一阿貝爾範疇 例如阿貝爾群或模的範疇 或群範疇中 考慮以下的交換圖 nbsp 五引理的敘述是 如果橫列正合 m p displaystyle m p nbsp 是同構 l displaystyle l nbsp 是滿射而 q displaystyle q nbsp 是單射 則 n displaystyle n nbsp 是同構 兩個四引理的敘述是 1 考慮交換圖 nbsp 若其橫行正合 m p displaystyle m p nbsp 是滿射而 q displaystyle q nbsp 是單射 則 n displaystyle n nbsp 是滿射 2 考慮交換圖 nbsp 若其橫行正合 m p displaystyle m p nbsp 是單射而 l displaystyle l nbsp 是滿射 則 n displaystyle n nbsp 是單射 證明 编辑以下採用的證法俗稱 圖追蹤 它看似繁複 其實習慣後只是例行程序罷了 為進行圖追蹤 以下假設所論範疇為某個環上的模範疇 因此可以談論對象的元素 並將態射視為模的同態 此時單射 滿射等等性質相應於集合論意義上的性質 根據Mitchell嵌入定理 可導出一般範疇上的情形 對於群範疇 僅須注意到證明內容未用到群的交換性 nbsp 設 c C displaystyle c in C nbsp 由於 p displaystyle p nbsp 是滿射 存在 d D displaystyle d in D nbsp 使得 p d t c displaystyle p d t c nbsp 根據圖的交換性 u p d q j d displaystyle u p d q j d nbsp 根據正合性 I m t K e r u displaystyle mathrm Im t mathrm Ker u nbsp 故 0 u t c u p d q j d displaystyle 0 u t c u p d q j d nbsp 因為 q displaystyle q nbsp 是單射 j d 0 displaystyle j d 0 nbsp 故 d K e r j I m h displaystyle d in mathrm Ker j mathrm Im h nbsp 於是存在 c C displaystyle c in C nbsp 使得 h c d displaystyle h c d nbsp 遂有 t n c p h c t c displaystyle t n c p h c t c nbsp 因為 t displaystyle t nbsp 是同態 有 t c n c 0 displaystyle t c n c 0 nbsp 根據正合性 c n c I m s displaystyle c n c in mathrm Im s nbsp 故存在 b B displaystyle b in B nbsp 使得 s b c n c displaystyle s b c n c nbsp 因為 m displaystyle m nbsp 是滿射 存在 b B displaystyle b in B nbsp 使得 b m b displaystyle b m b nbsp 根據圖的交換性 n g b s m b c n c displaystyle n g b s m b c n c nbsp 因為 n displaystyle n nbsp 是同態 n g b c n g b n c c n c n c c displaystyle n g b c n g b n c c n c n c c nbsp 由此可知 n displaystyle n nbsp 是滿射 證畢 為證明 2 在下圖中假設 m displaystyle m nbsp 與 p displaystyle p nbsp 是單射 而 l displaystyle l nbsp 是滿射 nbsp 設 c C displaystyle c in C nbsp 使得 n c 0 displaystyle n c 0 nbsp 於是 t n c 0 displaystyle t n c 0 nbsp 根據圖的交換性 p h c 0 displaystyle p h c 0 nbsp 因為 p displaystyle p nbsp 是單射 h c 0 displaystyle h c 0 nbsp 根據正合性 存在 b B displaystyle b in B nbsp 使得 g b c displaystyle g b c nbsp 根據圖的交換性 s m b n g b n c 0 displaystyle s m b n g b n c 0 nbsp 根據正合性 存在 a A displaystyle a in A nbsp 使得 r a m b displaystyle r a m b nbsp 因為 l displaystyle l nbsp 是滿射 存在 a A displaystyle a in A nbsp 使得 l a a displaystyle l a a nbsp 根據圖的交換性 m f a r l a m b displaystyle m f a r l a m b nbsp 因為 m displaystyle m nbsp 是單射 f a b displaystyle f a b nbsp 故 c g f a 0 displaystyle c g f a 0 nbsp 由此可知 n displaystyle n nbsp 是單射 證畢 結合兩個四引理 便可證得五引理 應用 编辑五引理通常用於長正合序列 在計算一個對象的同調或上同調群時 我們通常利用一個較簡單的子對象 其同調或上同調已知 再配合長正合序列進行計算 長正合序列本身不一定能確定所求的同調或上同調 此時可以試著以態射比較原對象與一個已知的對象 此態射導出長正合序列的鏈映射 此時五引理有助於決定未知的同調或上同調群 相關主題 编辑短五引理 五引理對短正合序列的特例 蛇引理 九引理 取自 https zh wikipedia org w index php title 五引理 amp oldid 68675148, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,